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电厂冷却塔噪声控制及环境影响的相关研究

随着我国人民环保意识的增强,噪声污染被人们所广泛关注,冷却塔是电厂中最为重要的部分,冷却塔有着噪音强、频带宽的特点,是给环境造成噪声污染的主要因素。随着时代的发展,传统的降噪技术已经不能有效控制冷却塔噪声,因此,对于降低冷却塔噪声污染显得十分重要。

 

1.电厂冷却塔产生噪声的原理与分析

 

1.1工作原理

 

电厂中一般利用双曲线通风的方式来解决发电机凝汽器出水的现象。所出的水通过水泵来传入到塔的中央竖井。出水输送上去以后,利用塔内的配水系统和相关喷射装置分配在填料层上。这样以来,凝汽器的出水就成了滴状,落入水池后排出。外部的冷空气在相关因素影响下(压差、温差、塔的形状)发生了热和质交换的现象,水的部分热能就会被外部冷空气带走。另一部分变成了水蒸气排出,由于在两个交换的作用下,导致了整体温度的下降,温度下降凝结成水,这些水滴再次进入凝汽器,如此反复。

 

1.2噪声声源相关分析

 

冷却塔工作时会产生噪声,这些噪声主要包括淋水、以及相关部件震动产生的噪声,在这些噪声来源中,淋水噪声对环境的影响较大,是噪声的主要来源之一。淋水噪声的产生是由两个原理造成的:第一,凝汽器流出的水滴直接滴在水面上产生的噪声。该项噪声产生的时候,频谱变化有显著性,依照水滴大小不同,对水面的溅落冲击加速度也不相同,峰值频率的计算方式为f=v/a的一个平缓区。对于指定了大小的水滴,溅落速度增加一倍,噪声级别增加13.1---17.1 dB。第二是水滴下落,产生的气泡及脉动辐射所造成的声音,直到今天,由于这个原理产生的噪声的相关规律还没有被发现。这种方式出现的噪声的频谱介于500---10000赫兹。在评测的过程中,可以观察出这个原理发出的噪声有冲击声的峰值。除了淋水噪音以外,冷却塔的噪声还包括相关部件震动产生的噪声,大水滴下落的时候出现碰撞产生的噪声等等,但这些噪声和淋水噪声相比,都要小很多。冷却塔进风口是噪声的主要来源之一,相关工作人员应该将其进行治理。

 

1.3噪声传播特点

 

冷却塔的进风口普遍设置在高处,水滴势能变大,致使水滴下落速度变大,噪声随之增强。另外,冷却塔进风口面积大,该噪声源的特点就被凸显出来,参照声学相关理论,下落时产生的噪声衰减值明显减小,当噪声增强的时候,噪音衰减值的峰值能够达到3分贝。如果噪声生源传播距离增加,噪声衰减值能达到6分贝。简而言之,来自面生源的相关衰减小于点生源的相关衰减,他们之间的差别越多,产生的噪音就越强,治理难度相对就增加。

 

2.冷却塔降噪相关设计

 

2.1降噪理论依据

 

为了达到电厂冷却塔降噪目标,一般在噪声传播途径上加以阻隔。主要方式有声波阻隔、噪声吸收和噪声距离衰减来达到治理噪音的目的。前两种噪音削减的方式主要是在噪声传播中放置降噪设备来进行降噪,噪声遇到阻挡物的时候就会发生反射的现象,进而达到削减噪音的目的。部分噪音绕过减噪挡板,到达消声点;另一部分噪音直接被减噪板反射或吸收。隔声挡板的插入损失主要取决于噪声发出的声波沿着三条道路传播的声能分配。减噪板的作用原理就是能够减少直达声波的传送,由于挡板阻隔的原因,噪声能够有效将透射声进行隔离,同时能够促进环绕声的有效衰减。噪声传播到减噪板的时候,会出现绕射的现象。最终在减噪板周围形成一个声影区域。减噪效果就发生在声影区域内。声影区域能够吸收波长更长的噪音。声影区域的边界比光影区域更加显著,噪声声源能够直接到达 声影区域内。这个范围学名叫做亮区亮区声影区域之间叫做过渡区。声影区的噪声比没有设置减噪板的噪声要低,上述内容就是电厂冷却塔减少噪音的理论依据。

 

 

2.2减噪设施相关设计

 

(1)相关声学设计

 

从声学的角度来分析,在特定的高度下,减噪板离噪声越远,噪声的里程差就越小。噪声频率的菲涅耳数就越小,降低噪音的效果就越差。所以说,减噪板一般设置在离电厂冷却塔近的地方,方便减噪板吸收噪音。除了位置要靠近,也要考虑减噪板对进风口是否产生了不良影响。依照相关设计规范,减噪板距离进风口必须大于进风口高的2。但从实际情况来看,电厂中普遍仅采用靠近塔身的方式来进行放置减噪板。依照声学的相关理论,噪音在传播的过程中还会被地面吸收一部分。在噪声来源不变的情况下,减噪板能接受的声音级别大小不但和噪音来源相关,和障碍物衰减也相关。

 

(2)减噪板的高度相关设计

 

在电厂冷却塔产生噪声的三种传播途径中,最为重要的设计指标莫过于绕射衰减量的相关设计。原因是在于减噪板中的声影区域内的噪声均为绕射声波,为了测试减噪板的相关性能,仅对绕射声进行科学性的计算分析。根据噪音的大小来设计相关长度的长短。与此同时还要将噪声三个传播途径加以充分考虑,并根据实际情况作出必要的调整。根据声学相关原理,电厂冷却塔工作时产生的噪声是存在反射现象的,减噪板有吸收噪音的功能,依照电厂冷却塔的实际高度,让工作中产生的淋水噪声能够有效减少,在进行实际设计减噪板的时候,一定要高于进风口的高度。根据周围相关环境的不同,应该经过科学的计算来达到减少噪音的目的,在真正意义上做到保护环境。

 

 

 

 

 

(3)减噪设施结构相关设计

 

目前来讲,减噪设施通常采用地上地下两部分进行设计,其目的是为了有效减少电厂冷却塔内的噪音。

 

地下:电厂冷却塔减噪设施地下基础采用钢筋混凝土材料进行铺设,两个相邻的部件利用横梁进行有效连接,保证整个结构的完整性。

 

地上:电厂冷却塔减噪设施的高设置在10m—12m,每相隔3.1mm建设一个混凝土柱。柱高为0.829m,两者砲筑239.5mm,两侧抹灰,刷漆,颜色通常选用浅色系。标高0.81m—10m,采用合适规格的立柱,首选钢型。

 

结束语:

 

综上所述,要想在真正意义上将电厂冷却塔产生的噪声加以控制,必须明确冷却塔的工作原理以及噪声的主要来源。利用相关技术将减噪设施设计完善,从减噪设备的设施结构,相关高度以及参考相关声学原理进行科学性的设计,从根源减少噪声。由此可见,只有从上述角度对电厂冷却塔设施进行改善,才能从真正意义上将噪声控制在理想范围内。

 
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